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小分子によるRNAシュードノット構造の形成と遺伝子発現制御への応用

Research Project

Project/Area Number 14J05460
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical biology
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

松本 咲  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords遺伝子発現制御 / 小分子ーRNA相互作用 / シュードノット / RNA結合性分子 / RNA-seq / リボソームフレームシフト / フレームシフト
Outline of Annual Research Achievements

これまでに合成小分子NCTnがRNA中のCGG/CGG配列に特異的に結合することによりシュードノット構造を誘起し、さらに誘起されたシュードノット構造により-1リボソームフレームシフト(-1PRF)が引き起こされ、下流の遺伝子が発現することをin vitroと細胞内の両方で実証してきた。本年度はNCTn誘起型-1PRFのカイネティクス解析を行った。クエンチフローシステムを用いて翻訳時間0.05秒~200秒で産出するペプチド鎖を調べたところ、NCT8結合配列であるCGG/CGG配列をもつmRNAに対しては、NCT8非存在下と比べてNCT8を添加したときに、0フレーム産物より-1フレーム産物の生成速度が速いことが示された。
また、これまでにRT-PCRによる細胞内RNAの定量解析により、NCT添加から12~24時間の間にNCT8の副次的な影響が出ていることが示唆されていた。そこで本年度は、次世代シーケンサーを用いたRNA-seqにより、NCT8の添加により細胞内のトランスクリプトームがどのように変動するのかを解析した。その結果、化合物添加後12時間及び24時間後に発現促進及び発現抑制した遺伝子が見つかった。プロモーター領域をTSSの上流500塩基と定義し、配列解析を行ったところ、NCT8により遺伝子の発現が上昇した遺伝子のプロモーター領域にはGCリッチな配列が多いことが明らかになった。SPR解析によりNCT8とプロモーター領域により多く発見された4塩基を持つDNAとの相互作用が確認できた。一方、プロモーター領域で発見頻度の低い4塩基をもつDNAではNCTとの相互作用は観測されなかった。このことから、NCTがGCリッチなプロモーター配列と相互作用することにより、遺伝子発現を上昇させる可能性が示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] マックスプランク生物物理化学研究所(ドイツ)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Formation of Ligand-Assisted Complex of Two RNA Hairpin Loops2014

    • Author(s)
      Changfeng Hong, Takahiro Otabe, Saki Matsumoto, Chikara Dohno, Asako Murata, Masaki Hagihara, Kazuhiko Nakatani
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 20 Issue: 18 Pages: 5244-5252

    • DOI

      10.1002/chem.201304683

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ligand-inducible –1 ribosomal frameshifting in the cell2016

    • Author(s)
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 小分子誘起型-1リボソームフレームシフトによる遺伝子発現制御システムの開発2015

    • Author(s)
      松本咲・村田亜沙子・中谷和彦
    • Organizer
      細胞を創る研究会8.0
    • Place of Presentation
      大阪大学銀杏会館
    • Year and Date
      2015-11-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of gene expression by ligand-inducible -1 ribosomal frameshifting2015

    • Author(s)
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Changfeng Hong, Kazuhiko Nakatani
    • Organizer
      ECBS&ICBS
    • Place of Presentation
      Berlin, Germany
    • Year and Date
      2015-10-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Regulation of gene expression by ligand-inducible -1 ribosomal frameshifting2015

    • Author(s)
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Hong changfeng, Kazuhiko Nakatani
    • Organizer
      RNA meeting 2015
    • Place of Presentation
      Madison, wisconsin, USA
    • Year and Date
      2015-05-26 – 2015-05-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of gene expression by ligand-inducible -1 ribosomal frameshifting2015

    • Author(s)
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Changfeng Hong, Kazuhiko Nakatani
    • Organizer
      RNA meeting 2015
    • Place of Presentation
      Madison, USA
    • Year and Date
      2015-05-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小分子で制御するリボソームフレームシフトを用いた遺伝子発現制御2015

    • Author(s)
      松本咲、村田亜沙子、洪昌峰、中谷和彦
    • Organizer
      日本化学会 第95回春季年会、
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス薬学部
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of –1 ribosomal frameshifting by ligand-induced RNA pseudoknot formation2014

    • Author(s)
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Hong Changfeng, Kazuhiko Nakatani
    • Organizer
      XXI Round Table on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic acids
    • Place of Presentation
      Poznan, Poland
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 小分子によるリボソームフレームシフトの制御2014

    • Author(s)
      松本咲、村田亜沙子、洪昌峰、中谷和彦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第9回年会
    • Place of Presentation
      大阪大学会館
    • Year and Date
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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